DE202011103828U1 - Hydraulic distributor for column percolation plants - Google Patents
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Abstract
Hydraulischer Verteiler für Säulenperkolationsanlagen zur Elution von Böden, Reststoffen und anderen gekörnten Substraten (auch gemäß DIN 19528) dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Ventilen die Verteilung des Eluats auf verschiedene Teilproben (Fraktionen) übernimmt und das Eluat bei dieser Probenteilung nicht mit Luft in Berührung kommt.Hydraulic distributor for column percolation systems for the elution of soils, residues and other grained substrates (also in accordance with DIN 19528), characterized in that a series of valves distributes the eluate to different partial samples (fractions) and the eluate does not come into contact with air during this sample division comes.
Description
Bodenaushub, mineralische Abfälle sowie industrielle Nebenprodukte und Recyclingstoffe müssen vor ihrer ordnungsgemäßen und schadlosen Verwertung als Baustoffe auf die Freisetzung von Schadstoffen untersucht werden. Hierzu dient das neue Säulenperkolationsverfahren nach
Bei diesem Verfahren werden die zu untersuchenden gekörnten Materialien in ein zylindrisches Rohr (Säulenzylinder) eingefüllt und mit Hilfe einer Pumpe von unten nach oben mit Wasser (Vorlagelösung) durchströmt (perkoliert). Die über mehrere Stunden aus dem Säulenzylinder austretende zu untersuchende Probenflüssigkeit (Eluat) wird dann gemäß
Problem 1Problem 1
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass die Probenaufteilung bislang über klassische Fraktionssammler vorgenommen wurde. Hierbei handelt es sich in den meisten Fällen um Geräte mit einer Reihe von oben offenen Probengefäßen, die nacheinander mit Hilfe eines Spenderschlauchs befüllt werden. Die Aufteilung der Lösung auf die verschiedenen Probengefäße geschieht hierbei entweder dadurch, dass die Gefäße (z. B. durch Rotation eines Probenkarussels) unter der Auslassöffnung des Spenderschlauchs gedreht werden, oder dass ein automatisch gesteuerter Ausleger den Spenderschlauch nacheinander über die in sogenannten Racks aufgestellten Gefäßen platziert. Beiden Verfahren ist gemeinsam, dass die wässrige Probe beim Austritt aus dem Spenderschlauch mit der Umgebunsluft in Berührung kommt. Auch während der anschließenden Lagerung der Probe ist das Gefäß in der Regel oben offen und daher weiter mit der Umgebungsluft in Kontakt.The protection specified in claim 1 invention is based on the problem that the sample division has been made on classic fraction collector. These are in most cases devices with a series of open-topped sample tubes, which are successively filled with the help of a donor tube. In this case, the solution is distributed to the various sample vessels either by rotating the vessels under the outlet opening of the dispenser tube (eg by rotation of a sample carousel) or by using an automatically controlled extension arm to successively place the dispenser tube over the vessels set up in so-called racks placed. Both methods have in common that the aqueous sample comes into contact with the ambient air when it leaves the dispenser tube. Even during the subsequent storage of the sample, the vessel is usually open at the top and therefore further in contact with the ambient air.
Das Problem bei dieser Art der Probenaufteilung ist, dass sich die Probenzusammensetzung durch den Luftkontakt (z. B. durch Oxidation) stark verändern kann und daher die gemessenen Lösungskonzentrationen nach Ablauf des Versuchs (welcher bis zu 100 Stunden dauert) nicht mehr den ursprünglichen Verhältnissen entsprechen.The problem with this type of sample separation is that the sample composition can change greatly due to air contact (eg, oxidation) and therefore the measured solution concentrations at the end of the experiment (which lasts up to 100 hours) no longer correspond to the original proportions ,
Lösung 1Solution 1
Dieses Problem wird durch die Verwendung eines neu konstruierten hydraulischen Verteilers gelöst, in dem Magnetventile die ankommende Lösung auf die verschiedenen Fraktionen verteilen. Die Lösung fließt vom hydraulischen Verteiler durch luftdicht angeschlossene Schlauchleitungen direkt in die ebenfalls luftdicht angeschlossenen Probengefäße, ohne dabei mit der Umgebungsluft in Berührung zu kommen. Um dabei die anfallenden Probenmengen einer Fraktion von bis zu 18 Litern in ergonomisch gut handhabbare Einheiten aufzuteilen, sind ab einer Fraktionsgröße von 5000 ml bis zu 4 Flaschen über Schraubdeckel mit luftdichten Schlauchanschlüssen aneinander gekoppelt und stehen über kommunizierende Röhren (hochwertige Schläuche oder V4A-Kanülen) in Verbindung. Diese Leitungen sind so angeordnet, dass bei Erreichen des Sollfüllstandes in einer Flasche die weiter zutretende Lösung automatisch in die nächste Flasche überführt wird. Die letzte Flasche jeder Fraktion besitzt im Deckel eine Kapillare von weniger als 1 mm Durchmesser und sorgt damit für den nötigen Druckausgleich, ohne einen für die Probenzusammensetzung relevanten Luftkontakt herzustellen.This problem is solved by the use of a newly designed hydraulic distributor in which solenoid valves distribute the incoming solution to the various fractions. The solution flows from the hydraulic distributor through airtight hoses directly into the hermetically sealed sample vessels without coming into contact with the ambient air. In order to divide the accumulating sample quantities of a fraction of up to 18 liters into ergonomically easy to handle units, up to 4 bottles are screwed together via screw caps with airtight hose connections from a fraction size of 5000 ml and are available via communicating tubes (high-quality tubing or V4A cannulas). in connection. These lines are arranged so that when the desired filling level in a bottle is reached, the solution to be passed on is automatically transferred to the next bottle. The last bottle of each fraction has a capillary in the lid of less than 1 mm in diameter and thus ensures the necessary pressure equalization, without producing an air contact relevant for the sample composition.
Problem 2Problem 2
Herkömmliche hydraulische Verteiler aus der Automatisierungstechnik bestehen in der Regel aus einem Metallblock mit einer Reihe von Bohrungen, deren Öffnung und Schließung mit Hilfe von Magnetventilen die Verteilung von Flüssigkeiten auf verschiedene angeschlossene Leitungen übernimmt. Die Verwendung solcher Magnetventile hat mehrere Nachteile:
- 1) die Probenflüssigkeit kommt mit den Bauteilen der Magnetventile in Kontakt. Hierdurch kann es einerseits zur Verunreinigungen der Probenflüssigkeit durch die Pumpenwerkstoffe kommen, andererseits können die in der Probenflüssigkeit gelösten Stoffe an den Pumpenwerkstoffen adsorbiert und dadurch aus der Lösung entzogen werden. In beiden Fällen kommt es zu einer vermeidbaren Veränderung der Probenzusammensetzung.
- 2) Die mediumberührenden Teile der Magnetventile erhitzen sich im geschalteten Zustand, wodurch sich die Probenflüssigkeit erwärmt. Diese Erwärmung kann chemische Reaktionen in der Probenflüssigkeit auslösen und somit eine vermeidbare Veränderung der Probenzusammensetzung nach sich ziehen.
- 3) Bei der Durchströmung herkömmlicher Magnetventile und hydraulischer Verteiler kommt es durch Änderungen des durchströmten Durchmessers zur Ausbildung von Mikrobereichen mit langsamen Strömungsgeschwindigkeiten, welche zur Sedimentation von mit der Lösung transportierten Schwebstoffen führen können. Mögliche Folgen davon sind einerseits die Verstopfung der Ventile und andererseits die Verunreinigung der Probenflüssigkeit durch Sedimentationsreste.
- 1) the sample liquid comes into contact with the components of the solenoid valves. On the one hand, this can lead to contamination of the sample liquid by the pump materials, on the other hand, the substances dissolved in the sample liquid can be adsorbed on the pump materials and thereby removed from the solution. In both cases, there is an avoidable change in the sample composition.
- 2) The wetted parts of the solenoid valves heat up in the switched state, which heats the sample liquid. This heating can trigger chemical reactions in the sample fluid and thus result in an avoidable change in the sample composition.
- 3) With the flow through conventional solenoid valves and hydraulic distributors, changes in the flow-through diameter lead to the formation of micro-regions with slow flow velocities, which can lead to the sedimentation of suspended matter transported by the solution. Possible consequences of this are on the one hand the blockage of the valves and on the other hand the contamination of the sample liquid by sedimentation residues.
Lösung 2 Solution 2
Diese Probleme werden durch die Verwendung von Schlauchquetschventilen sowie durch eine spezielle Anordnung von Ventilen und Ventilschläuchen gelöst:
- 1) Bei Schlauchquetschventilen kommt es nicht zu einem Kontakt mit den Ventilbauteilen sondern lediglich mit dem Probenschlauch, welcher durch die Betätigung des Ventils geöffnet oder geschlossen wird. Eine durch die Ventilwerkstoffe verursachte Veränderung der Lösungszusammensetzung ist damit ausgeschlossen.
- 2) Die mediumberührenden Bauteile der Schlauchquetschventile erwärmen sich nicht, daher sind wärmebedingte Einflüsse auf die Probenflüssigkeit ausgeschlossen.
- 3) Die Probenflüssigkeit durchströmt allein den Probenschlauch, welcher über die gesamte Länge den selben Querschnitt besitzt. Mikrobereiche mit verminderten Fließgeschwindigkeiten durch Querschnittsänderung innerhalb des Ventils und die Gefahr einer dadurch bedingten Sedimentation von Schwebstoffen sind daher ausgeschlossen. Die rückstandsfreie Durchströmung der Probenschläuche wird außerdem durch ihre vertikale Anordnung in den Schlauchquetschventilen sichergestellt.
- 1) In the case of peristaltic pinch valves, there is no contact with the valve components, but only with the sample tube, which is opened or closed by actuation of the valve. A caused by the valve materials change in the solution composition is thus excluded.
- 2) The wetted components of the pinch valves do not heat up, therefore heat influences on the sample liquid are excluded.
- 3) The sample liquid alone flows through the sample tube, which has the same cross section over the entire length. Microareas with reduced flow rates due to cross-sectional change within the valve and the risk of sedimentation of suspended matter caused thereby are therefore excluded. The residue-free flow through the sample tubes is also ensured by their vertical arrangement in the pinch valves.
Um diese verschiedenen Aufgaben erfüllen zu können, sind die Schlauchquetschventile nebeneinander in einem Gehäuse untergebracht. Oberhalb der Ventile verläuft ein Schlauch mit der anströmenden Probenflüssigkeit, welcher durch T-Verbinder mit jedem der darunter angeordneten Schlauchquetschventile gekoppelt ist. Zur Verteilung der Probenflüssigkeit auf die verschiedenen Lösungsfraktionen wird immer nur eins der Ventile geöffnet, während die anderen geschlossen bleiben.To meet these various tasks, the pinch valves are housed side by side in a housing. Above the valves runs a hose with the incoming sample liquid, which is coupled by T-connector with each of the arranged underneath pinch valves. To distribute the sample liquid to the various solution fractions, only one of the valves is opened while the others remain closed.
Sollte trotz der genannten Maßnahmen eine Verunreinigung der Probenschläuche in den Ventilen aufgetreten sein, können diese mit wenig Aufwand durch ein eigens dafür vorbereitetes Ersatz-Schlauchset erneuert werden. Um diesen Vorgang möglichst einfach zu gestalten, sind am Gehäuse des Hydraulischen Verteilers Schlauchklemmen befestigt, aus denen die Einzelschläuche leicht herausgenommen und wieder eingesetzt werden können. Um nach dem Auswechseln der Ventilschläuche die Ankoppelung an die Probengefäße zu erleichtern, werden spezielle Miniatur-Schlauchkupplungen verwendet, die eine luft- und wasserdichte Verbindung zweier Schläuche mit einem Handgriff ohne den Einsatz von Werkzeugen erlauben.If contamination of the sample hoses in the valves has occurred despite the measures mentioned, they can be renewed with little effort by a specially prepared replacement hose set. To make this process as simple as possible, hose clamps are attached to the housing of the hydraulic distributor, from which the individual hoses can be easily removed and replaced. In order to facilitate coupling to the sample vessels after replacing the valve tubes, special miniature hose couplings are used, which allow an air-tight and watertight connection of two tubes with a handle without the use of tools.
Im Gehäuse des Hydraulischen Verteilers können die für die Steuerung der Säulenperkolationsversuche wichtigen Sensoren untergebracht werden (Erkennung des Füllstatus und Pumpendruck).In the housing of the hydraulic distributor, the sensors important for the control of the column percolation tests can be accommodated (detection of the filling status and pump pressure).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN 19528 [0001] DIN 19528 [0001]
- DIN 19258 [0002] DIN 19258 [0002]
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201120103828 DE202011103828U1 (en) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Hydraulic distributor for column percolation plants |
Applications Claiming Priority (1)
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DE201120103828 DE202011103828U1 (en) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Hydraulic distributor for column percolation plants |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202011103828U1 true DE202011103828U1 (en) | 2011-10-05 |
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ID=44900793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE201120103828 Expired - Lifetime DE202011103828U1 (en) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Hydraulic distributor for column percolation plants |
Country Status (1)
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DE (1) | DE202011103828U1 (en) |
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2011
- 2011-07-28 DE DE201120103828 patent/DE202011103828U1/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DIN 19528 |
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